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Ann. Phys.
Volume 14, Number 3, 1968
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Page(s) | 89 - 144 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/anphys/196814030089 | |
Published online | 26 April 2017 |
Relaxation de l'ion Cr3+ seul et en présence d'impuretés dans des monocristaux d'alumine en résonance paramagnétique électronique*
Laboratoire Radioélectricité de la Faculté des Sciences de Clermont-Ferrand
(Professeur G. Raoult)
94, Avenue Carnot — F. 6) - Clermont-Ferrand, France
Des mesures préliminaires des largeurs de raies et des temps de relaxation spin-réseau de l'ion Cr3+ dans différents monocristaux de rubis ont été effectuées à 9 300 MHz.
Les impuretés, ou des conséquences de leur présence, peuvent intervenir dans les mécanismes d'élargissement des raies et les processus de relaxation.
Des « rubis dopés » au fer, au vanadium, au nickel ou au magnésium sont fabriqués. L'introduction des impuretés provoque un élargissement des raies et une diminution des temps de relaxation de Cr3+. Des minimums de ceux-ci sont observés aux croisements des raies de Cr3+ avec celles de Fe3+, V3+ et Ni3+. Ils sont en général très accentués dans les cas de V3+ et Ni3+. Les lois de variation des temps de relaxation de Cr3+ avec la température entre 1,3 et 4,2° K sont déterminées pour des échantillons de concentrations différentes.
Les résultats expérimentaux conduisent à envisager plusieurs hypothèses de mécanismes de relaxation : modèles de Schumacher et Nisida, relaxation simultanée des deux systèmes d'ions en présence, cross relaxation avec des paires d'ions.
Abstract
Preliminary measurements of linewidth and spin-lattice relaxation time of Cr3+ ion in several single crystals of ruby have been carried at 9 300 MHz.
Impurities, or consequence of their presence, can be taken into account in the broadening mechanisms and the relaxation processes.
« Doped rubies » with iron, vanadium, nickel or magnesium have been grown. Impurities produce a line broadening and a decreasing of the relaxation times of Cr3+. Minimums of these are observed at crossing points of the lines of Cr3+ with those of Fe3+, V3+ and Ni3+. Generally, they are very important with V3+ and Ni3+ . The variation laws of the relaxation times of Cr3+ with temperature, between 1,3 and 4,2° K, have been investigated in samples with different concentrations.
Experimental results lead to consider several relaxation mechanisms : Schumacher and Nisida models, simultaneous relaxation of the two ions systems, cross relaxation with pairs.
Thèse présentée à la Faculté des Sciences de l'Université de Clermont-Ferrand, pour obtenir le grade de docteur ès sciences physiques, soutenue le 31 mai 1968 devant la Commission d'examen : MM. M. Soutif, Président d'honneur ; G. Raoult, Président; P. Averbuch, R. Combe et J. Saurel, Examinateurs ; P. L. Donoho, Invité, Série E, n° d'ordre 88, n° C. N. R. S.. A. O. 2258.
© Masson et Cie, Paris, 1968